模式识别与人工智能
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模式识别与人工智能  2024, Vol. 37 Issue (10): 923-935    DOI: 10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202410005
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联合规则推理模式和事实嵌入的知识图谱推理
单晓欢1, 蒋建涛1, 陈泽1, 宋宝燕1
1.辽宁大学 信息学部 沈阳 110036
Knowledge Graph Reasoning Combining Rule Inference Patterns and Fact Embedding
SHAN Xiaohuan1, JIANG Jiantao1, CHEN Ze1, SONG Baoyan1
1. Faculty of Information, Liaoning University, Shenyang 110036

全文: PDF (846 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 知识图谱推理是解决知识图谱不完整性的重要手段之一.针对现有基于嵌入的推理模型依赖准确事实,可解释性较差,而基于规则的推理模型过于依赖图谱的完整性,数据稀疏时推理性能较低,无法准确表达推理模式.因此文中提出联合规则推理模式和事实嵌入的知识图谱推理模型(Knowledge Graph Reasoning Combining Rule Inference Patterns and Fact Embedding, RPFE).首先,将BoxE作为基础嵌入模型,实现事实的嵌入表示.再设计推理模式差异性函数,辅助嵌入模型捕获不同推理模式的规则,并对规则学习提供直观的嵌入解释.然后,提出事实距离一致性评分函数,强化嵌入表示.最后,优化规则和事实得分,弥补知识图谱高质量事实不足的缺陷,进而提升模型推理的可解释性.在3个公开数据集上的实验表明RPFE在知识图谱推理方面的优越性.
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作者相关文章
单晓欢
蒋建涛
陈泽
宋宝燕
关键词 知识图谱推理知识图谱嵌入规则学习规则推理模式可解释性    
Abstract:Knowledge graph reasoning is an essential approach to address the incompleteness of knowledge graphs. The existing embedding-based reasoning models rely on accurate facts and suffer from poor interpretability. Rule-based reasoning models depend on the completeness of knowledge graphs, resulting in low inference performance on sparse data and an inability to express inference patterns accurately. To address these issues, a model of knowledge graph reasoning combining rule inference patterns and fact embedding(RPFE) is proposed. First, BoxE is employed as the base embedding model to achieve the embedding representation of facts. Second, the inference pattern diversity functions are designed to assist the embedding models in capturing the rules of different inference patterns, providing intuitive embedded interpretation for rule learning. Then, the fact distance consistency scoring functions are proposed to enhance the embedding representation. Finally, the rules and fact scores are optimized to compensate the lack of high-quality facts in knowledge graphs and improve the interpretability of the reasoning. Experiments on three public datasets indicate that the RPFE yields excellent performance in knowledge graph reasoning.
Key wordsKnowledge Graph Reasoning    Knowledge Graph Embedding    Rule Learning    Rule Infe-rence Pattern    Interpretability   
收稿日期: 2024-08-16     
ZTFLH: TP 183  
基金资助:国家重点研发计划项目(No.2023YFC3304900)、辽宁省应用基础研究计划项目(No.2022JH2/101300250)、教育部产学合作协同育人项目(No.230701160261310)、辽宁省教育厅高校基本科研项目(理工类)面上项目(揭榜挂帅服务地方项目)(No.JYTMS20230761)、辽宁省自然科学基金项目博士启动项目(No.2023-BS-085) 资助
通讯作者: 宋宝燕,博士,教授,主要研究方向为数据库技术、大数据管理等.E-mail:bysong@lnu.edu.cn.   
作者简介: 单晓欢,博士,实验师,主要研究方向为图数据处理技术、知识图谱数据管理等.E-mail:shanxiaohuan@lnu.edu.cn.蒋建涛,硕士研究生, 主要研究方向为知识图谱数据管理.E-mail:1098406507@qq.com.陈 泽,博士研究生,主要研究方向为自然语言处理、知识图谱数据管理等.E-mail:chenz1996@outlook.com.
引用本文:   
单晓欢, 蒋建涛, 陈泽, 宋宝燕. 联合规则推理模式和事实嵌入的知识图谱推理[J]. 模式识别与人工智能, 2024, 37(10): 923-935. SHAN Xiaohuan, JIANG Jiantao, CHEN Ze, SONG Baoyan. Knowledge Graph Reasoning Combining Rule Inference Patterns and Fact Embedding. Pattern Recognition and Artificial Intelligence, 2024, 37(10): 923-935.
链接本文:  
http://manu46.magtech.com.cn/Jweb_prai/CN/10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202410005      或     http://manu46.magtech.com.cn/Jweb_prai/CN/Y2024/V37/I10/923
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